金属有机骨架材料（MOFs）作为多孔材料的一员,集无机多孔材料和有机多孔材料的优点于一身,具有比表面积大、孔道尺寸可调节、孔道表面易功能化等特点,使得它们在气体存储、传感、发光和催化等领域有着广阔的应用前景,俨然成为化学与材料科学领域的一个新兴的研究前沿与热点。在实际应用中,功能性MOFs材料的稳定性是关键因素之一。因此,设计和开发稳定性好的MOFs材料是当前化学领域研究的热点。当前,MOFs材料的研究主要集中在过渡金属和稀土金属配合物的合成、表征及应用上,而基于主族元素MOFs材料的研究相对较少。主族金属次外层电子层全充满,没有空的d轨道,以共价键形式与配体完成配位,这使得形成的MOFs材料一般具有高的稳定性。因此,设计合成结构稳定的主族MOFs材料,并开发其在催化、吸附、离子交换等方面的性能是很有意义的。鉴于此,本论文选取主族金属（PbⅡ和InⅢ）和羧酸类有机配体,采用溶剂热合成技术构筑了5种功能性MOFs材料。通过X-射线单晶衍射、元素分析、红外光谱、热重-差热分析等手段对化合物的结构进行了表征,并对化合物的热稳定性、溶剂稳定性、气体吸附性能、催化、后合成修饰和荧光性质等进行了探索。、本论文的主要成果如下：1.利用5-叔丁基间苯二酸(H₂C₁₂H₁₂O₄)作为有机桥联配体,通过改变合成策略,构筑了一系列结构新颖、非常稳定的分子碗基MOFs材料,[Pb₄(C₁₂H₁₂O₄)4（DMF）4]·0.5H₂O （1）和[Pb₄(C₁₂H₁₂O₄)4（H₂O）4]·2DMA·4H₂O （2）。所制备的化合物1和2具有开放的Lewis酸活性位点,可作为Lewis酸多相催化剂催化硅氰化反应。催化实验结果表明,化合物1不仅孔道内具有催化活性位点,而且表面也具有催化活性位点。有趣的是,通过细微调整反应条件,我们得到了微米（1a）和纳米（1b）尺寸的化合物1。由于催化剂粒径的减小,导致活性位点大量暴露,使催化剂的催化活性不再受孔道尺寸的限制,对一些较大尺寸的底物也显示出优异的催化活性。本研究表明,通过降低所制备分子碗基MOFs催化剂的尺寸,可以大幅度提升材料的催化性能。2.采用In（NO₃）₃、1,2,4-H₃btc和哌嗪为前驱体,通过原位配体反应,得到了具有1D纳米管开放孔道、异常稳定的MOFs材料,In2（OH）（btc）（Hbtc）_0.4（L）_0.6·3H₂O（3）,其中,部分1,2,4-H₃btc与哌嗪发生原位嫁接反应生成新的配体L。化合物3具有优异的选择性吸附二氧化碳的能力,并且孔道内具有高密度、开放的催化活性位点,使其成为高效的Lewis酸和Br（?）nsted酸双功能多相催化剂,用于在温和条件下催化二氧化碳环加成反应展现出良好的催化活性和可循环利用性。3.选择主族三价金属InⅢ和四羧酸配体H₄L （H₄L = 2,3’,5,5’-联苯四羧酸）成功构筑了稳定的具有SrAl₂拓扑结构的阴离子型MOF材料,[（CH₃）2NH₂][In（L）]·CH₃CH₂OH （4）.化合物4可通过离子交换过程负载镧系阳离子和选择性分离阳离子有机染料。研究表明,化合物4可以作为“天线”敏化Ln³⁺阳离子,特别适合于敏化Tb³⁺和Eu³⁺。在本工作中,首次利用表面光电压技术研究了MOF敏化Ln³⁺的发光机理。此外,化合物4对选择性吸收阳离子染料具有较好的可逆性,作为离子色谱柱固定相可以高效的选择性分离阳离子染料。4。选择主族金属InⅢ和多羧酸配体H6L（H₆L = 3,5,2’,5’,3",5"-六羧基三联苯）通过溶剂热方法成功得到了带有未配位羧基的MOF材料,[（CH₃）₂NH₂][In（H₂L）] · CH₃CN-2DMF （5）。由于化合物5带有未配位羧基,通过后合成修饰,成功的将含有Bronsted碱的手性氨基酸（L-脯氨酸和D-脯氨酸）负载到化合物5的孔道中。与此同时,氨基酸的手性转移到化合物5的框架中,从而得到同手性MOFs材料。